资料介绍
引言
脉宽调制 (PWM) 是从微控制器或 FPGA 等数字器件产生模拟电压的一种常用方法。大多数微控制器都具有内置的专用 PWM 产生外设,而且其仅需几行 RTL 代码即可从FPGA产生一个PWM信号。如果模拟信号的性能要求不是太严格,那么这就是一种简单和实用的方法,因为它只需要一个输出引脚,而且与具有一个 SPI 或 I2C 接口的数模转换器 (DAC) 相比,其代码开销是非常低。图 1 示出了一款典型应用,其采用一个经滤波的数字输出引脚来产生一个模拟电压。
该方案的诸多不足之处您不必深究就能发现。理想情况下,一个12位模拟信号应具有小于1LSB的纹波,因而对于一个 5kHz PWM 信号需要采用一个 1.2Hz 低通滤波器。电压输出的阻抗由滤波器电阻决定,如果要保持一个大小合理的滤波电容器,那么它就会相当大。因此,输出必须只驱动一个高阻抗负载。PWM 至模拟转换函数的斜率(增益)由微控制器(很可能是不准确) 的数字电源电压来决定。一个更微妙的影响是:为了保持线性度,在高态中连接至电源之数字输出引脚的有效电阻,以及在低态中连接至地的电阻,相比于滤波器电阻的阻值时, 失配必须很小。最后,PWM 信号必须是连续的,旨在把输出电压保持在一个恒定值,假如处理器被置于一种低功率停机状态,这或许会产生问题。
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